Zielsetzung dieser Arbeit ist es einen neues Verfahren in der Myokardialen Perfusionsdiagnostik zu evaluieren und einen in der klinischen Praxis leicht anwendbaren Messansatz im Rahmen eines Software-Prototypen zu implementieren. Dabei werden die Grundlagen und Vorteile der verwendeten Modalität des klinischen Kontrast-Ultraschalls erörtert und eine reproduzierbare Messmethodik innerhalb der medizinischen Bildverarbeitung abgeleitet. Die Software muss in die vorliegende Produktstruktur der Firma TomTec Imaging Systems GmbH eingepasst werden und existierende Routinen, Algorithmen und Klassenbibliotheken nutzen bzw. erweitern, so dass der dann vorliegende Prototyp mit geringem Aufwand zu Markreife gelangen kann. Die Software soll durch Auswertung vorliegender Ultraschalldatensätze dem Arzt eindeutig aufzeigen, in welchen Arealen des Myokards eine Ischämie vorliegt. Dies bedeutet eine klare Abgrenzung von gesundem und nekrotischem Gewebe mittels gemessener Parameter, jedoch ohne klinische Erhebung. Dabei sollen weitreichende Automatisierungen und ein geführter Workflow den Arzt in der Routinearbeit unterstützen. Die Arbeit stellt den gesamten Ablauf der Erstellung der Software dar, von der Analyse der im Markt vorhandenen Kontrast-Ultraschallverfahren, der Ableitung der Präferenzmethode bis hin zur software-technischen Implementierung.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Problemstellung und Ziele der Arbeit
- Medizinische und physikalische Grundlagen des Kontrast-Ultraschalls
- Kontrastmittelapplikation
- Motivation für Kontrastmittel in der Echokardiographie
- Arbeitsweise von Kontrastmitteln für Ultraschall
- Methoden der Administration eines Contrast Agent
- Bildgebung mit Kontrastmittel
- Lineare Rückstreuung des Ultraschallsignals
- Nicht-lineare Rückstreuung
- Destruktive versus nicht-destruktive Kontrast-Bildgebung
- Kontrastmittelapplikation
- Projektphasen und Problemlösung
- Anforderungsanalyse
- Analyse des bestehenden Ansatzes zur Evaluierung von Kontrastdaten
- Zeitplanung
- Softwareentwurf
- Grundlegende Konzepte
- Verwendete Klassenbibliotheken
- Programmübersicht
- Pflichtenheft
- Implementierung
- Programmstruktur und Algorithmen
- Datenbeschaffung
- Anforderungsanalyse
- Ausgewähltes Anwendungsbeispiel
- Selektion der Bildart
- Erstellung des Mittelwert-Baseline-Bildes
- Hintergrundsubtraktion
- Definition von interessierenden Regionen
- Auswertung der Messwerte
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Konzipierung und Implementierung einer Software zur Diagnose von Perfusiondefekten in der Myokardialen Kontrast-Echokardiographie. Das Hauptziel ist die Entwicklung eines lauffähigen Prototypen, der in die Produktpalette der TomTec Imaging Systems GmbH integriert werden kann und dem Arzt die Auswertung von Ultraschall-Kontrastdaten erleichtert. Die Software soll anhand von aufgezeichneten US-Clips eindeutig Ischämien im Myokard aufzeigen.
- Analyse bestehender Ansätze zur Auswertung von Ultraschall-Kontrastdaten
- Entwicklung einer Softwarelösung zur automatisierten Auswertung von Bilddaten
- Implementierung eines lauffähigen Prototypen unter Berücksichtigung der TomTec-Produktstruktur
- Beschreibung und Lösung von auftretenden Problemen während der Entwicklung
- Präsentation eines Anwendungsbeispiels zur Demonstration der Softwarefunktionalität
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung stellt die Bedeutung des Ultraschalls in der Kardiologie und die Motivation für die Entwicklung von Kontrastmitteln vor. Kapitel 2 beschreibt die Problemstellung und Ziele der Arbeit. Kapitel 3 erläutert die medizinischen und physikalischen Grundlagen des Kontrast-Ultraschalls, einschließlich der Kontrastmittelapplikation und verschiedener Bildgebungsmethoden. Kapitel 4 behandelt die Projektphasen, von der Anforderungsanalyse über den Softwareentwurf bis zur Implementierung. Kapitel 5 präsentiert ein Anwendungsbeispiel, um die Funktionsweise der entwickelten Software zu demonstrieren.
Schlüsselwörter
Myokardiale Kontrast-Echokardiographie (MKE), Perfusiondefekte, Ischämie, Ultraschall (US), Kontrastmittel (CA), Bildverarbeitung, Softwareentwicklung, Harmonic Imaging, Pulse Inversion Imaging, Mittlere Pixelintensität (MPI), Region of Interest (ROI).
- Arbeit zitieren
- MBA, Dipl.-Ing. (FH) Mathis Zimmermann (Autor:in), 2001, Konzipierung und Implementierung einer Software für die Diagnose von Perfusionsdefekten in der Myokardialen Kontrast-Echokardiographie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/119266
